电器中的电动力计算.ppt

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1、1电器中的电动力电器中的电动力在三相直列布置、且参数相同的导体系统中，如果三相电流对称，在三相直列布置、且参数相同的导体系统中，如果三相电流对称，则在考核系统电动稳定性时通常重点考核哪一相导体？为什么？则在考核系统电动稳定性时通常重点考核哪一相导体？为什么？在考核电器电动稳定性时，除了考虑其所受电动力的大小外，还应在考核电器电动稳定性时，除了考虑其所受电动力的大小外，还应考虑哪些因素？为什么？考虑哪些因素？为什么？从电动力角度分析，为了避免交流电器中发生机械共振现象，电器从电动力角度分析，为了避免交流电器中发生机械共振现象，电器的固有振荡频率应该满足何种条件？为什么？的固有振荡频率应该满足何种

2、条件？为什么？2-5 三相正弦交流下的三相正弦交流下的电动电动力力一、三相交流一、三相交流稳态稳态下的下的电动电动力力 设设有三相有三相导导体体A、B、C，作直列布置，作直列布置，导导体体间间的距离的距离为为a，三相，三相导导体中分体中分别别流流过过三相正弦三相正弦对对称称稳态电稳态电流流1、作用在、作用在A相相导导体上的体上的电动电动力力22-5 三相正弦交流下的三相正弦交流下的电动电动力力三相三相导导体直列体直列对对称布置，截面相同，故称布置，截面相同，故CAC=CAB/2，因此，因此32-5 三相正弦交流下的三相正弦交流下的电动电动力力42-5 三相正弦交流下的三相正弦交流下的电动电动力

3、力求最大求最大电动电动力，令力，令得得即即 或或52-5 三相正弦交流下的三相正弦交流下的电动电动力力 A相相导导体受到的最大体受到的最大电动电动斥力斥力为为0.808F0。A相相导导体受到的最大体受到的最大电动电动吸力吸力为为0.058F0。62-5 三相正弦交流下的三相正弦交流下的电动电动力力72-5 三相正弦交流下的三相正弦交流下的电动电动力力2、作用在、作用在B相相导导体上的体上的电动电动力力 三相三相导导体直列体直列对对称布置，截面相同，故有称布置，截面相同，故有CBA=CBC82-5 三相正弦交流下的电动力92-5 三相正弦交流下的三相正弦交流下的电动电动力力求作用在求作用在B相相

4、导导体上的最大力，体上的最大力，或或10得得或或令2-5 三相正弦交流下的三相正弦交流下的电动电动力力 B相相导导体受到的最大体受到的最大电动电动斥力斥力为为0.866F0。B相相导导体受到的最大体受到的最大电动电动吸力吸力为为0.866F0。112-5 三相正弦交流下的三相正弦交流下的电动电动力力122-5 三相正弦交流下的三相正弦交流下的电动电动力力3、作用在、作用在C相相导导体上的体上的电动电动力力 由于由于C相相导导体与体与A相相导导体完全体完全对对称，故称，故C相受到的最大相受到的最大电动电动斥力和斥力和吸力与吸力与A相完全相同，只是最大斥力和吸力达到的瞬相完全相同，只是最大斥力和吸

5、力达到的瞬间间有所不同。有所不同。结论结论：在三相直列布置的在三相直列布置的导导体系体系统统中，中，B相所受的最大相所受的最大电动电动斥力和吸力斥力和吸力都比都比A、C相大，故作机械相大，故作机械强强度校核度校核时应时应以以B相相导导体体为为准。准。132-5 三相正弦交流下的三相正弦交流下的电动电动力力二、三相交流二、三相交流暂态暂态下的下的电动电动力力 以以电电力系力系统统短路短路为为例，分析三相交流例，分析三相交流暂态暂态下的下的电动电动力。力。三相系三相系统发统发生生对对称短路称短路时时的的电电流流为为142-5 三相正弦交流下的三相正弦交流下的电动电动力力对对于直列布置的三相于直列布

6、置的三相导导体，作用在体，作用在A、B、C相相导导体上的体上的电动电动力分力分别别为为因三相因三相导导体直列体直列对对称布置，故称布置，故若若R/L=22.311s-1，得：，得：两两边边A、C相相导导体受到的最大体受到的最大电动电动斥力斥力为为-2.65F0，发发生在生在=-105，t=时时；中中间间B相相导导体受到的最大吸力和斥力相同（达到最大体受到的最大吸力和斥力相同（达到最大值值的的时时刻不刻不同），其同），其值为值为2.8F0，发发生在生在=-45，t=180时时。152-7 电电器的器的电动稳电动稳定性定性1、定、定义义：电电器能承受短路器能承受短路电电流流电动电动力的作用而不致破

7、坏或力的作用而不致破坏或产产生永久生永久变变形形的能力称的能力称为电为电器的器的电动稳电动稳定性。定性。对对触触头头部件来部件来说说，短路，短路电电流通流通过时过时触触头头不不应应被被电动电动力斥开和力斥开和产产生熔生熔焊焊。2、表示方法：、表示方法：电电器的器的电动稳电动稳定性常用定性常用电电器能承受的最大冲器能承受的最大冲击电击电流的流的峰峰值值来表来表示，有的示，有的则则用此峰用此峰值电值电流与流与额额定定电电流的比流的比值值来表示。国家来表示。国家标标准准对对各各类电类电器的器的电动稳电动稳定性指定性指标标都有具体的都有具体的规规定。定。3、短路形式：、短路形式：对对三相交流系三相交流

8、系统统来来说说，短路的形式有，短路的形式有单单相短路、两相短路和三相短路、两相短路和三相短路。通常，三相相相短路。通常，三相相间间短路短路电电流最大：流最大：162-7 电电器的器的电动稳电动稳定性定性4、不同短路形式下的、不同短路形式下的电动电动力力 通常，由于三相相通常，由于三相相间间短路短路电电流最大。因此，三相短路受到的流最大。因此，三相短路受到的电动电动力也最大。力也最大。在在选选用用电电器器时时，一般都根据三相短路，一般都根据三相短路电电流来校核流来校核电电器的器的电动稳电动稳定定性。性。但是，由于但是，由于电电力系力系统统的具体的具体结结构不同，也可能有构不同，也可能有单单相短路

9、相短路电电流比流比三相短路三相短路电电流大的情况，因此，流大的情况，因此，电电器器电动稳电动稳定性定性应应考考虑虑系系统统短路最短路最严严重的情况。重的情况。172-7 电电器的器的电动稳电动稳定性定性5、机械共振、机械共振 如果如果电动电动力的作用力的作用频频率与率与导导体系体系统统的固有振的固有振荡频荡频率相等，率相等，导导体体就会就会发发生机械共振生机械共振现现象，象，这这将将对导对导体系体系统产统产生很大的破坏力。生很大的破坏力。为为了避免机械共振，一切承受了避免机械共振，一切承受电动电动力的力的电电器器结结构不构不应该应该具有和具有和电动电动力力频频率接近的固有振率接近的固有振荡频荡

10、频率。率。实际应实际应用用时时，应应使承使承变电动变电动力部件的固有振力部件的固有振荡频荡频率低于率低于电动电动力力的作用的作用频频率。率。为为什么？什么？因因为为当当导导体系体系统统的固有的固有频频率高于基波率高于基波电动电动力作用力作用频频率率时时，如果，如果此此时时短路短路电电流流时时有有较较大的高次大的高次谐谐波，波，导导体便可能与高次体便可能与高次谐谐波波电动电动力力发发生共振。生共振。182-7 电电器的器的电动稳电动稳定性定性对对于于单单跨距跨距导导体，其固有振体，其固有振荡频荡频率可按下式估算率可按下式估算式中：式中：L支持支持绝缘绝缘子子间间的跨距，的跨距，单单位位为为m；E

11、导导体的体的弹弹性模量，性模量，单单位位为为Pa，对对于于铜导铜导体；体；E=1.131011Pa。Jp 垂直于弯曲方向的垂直于弯曲方向的轴轴的的惯惯性矩，性矩，单单位位为为m4；对对于矩形截面于矩形截面导导体体Jp=bh3/12，其中，其中b为为截面的高；截面的高；对对于于圆圆形截面形截面导导体体Jp=d4/64，其中，其中d为导为导体直径。体直径。m0导导体体单单位位长长度的度的质质量，量，单单位位为为kg/m。192-7 电电器的器的电动稳电动稳定性定性例例题题:某三相无限某三相无限长载长载流流导导体通以体通以63kA的的动稳动稳定定电电流，流，导导体材料允体材料允许许的最大分布的最大分布电动电动力力为为2000N/m，导线导线中心距至少中心距至少应为应为多大？多大？答：答：202-7 电器的电动稳定性21